그의 ‘심장’이 뛰면 나의 심장도 뛴다

강하면서 부드럽다… 자동차 엔진의 진화

스바루의 크로스오버 차량(CUV)인 ‘아웃백’의 엔진 이미지. 사진 제공 스바루코리아

《최근 몇 년 사이 자동차 엔진의 변화 속도가 놀랍다. 다만 그 변신의 방향은 과거의 출력 경쟁 일변도에서 효율을 높이고 배기가스와 진동·소음을 잡는 것으로 변했고 ‘터질 것 같은 강한 심장’만 강조하던 차들은 점점 더 깔끔함과 부드러움을 자랑거리로 내세우고 있다.
자동차회사들은 성능과 연료소비효율(연비), 친환경성 등 서로 배치되는 시장의 요구를 모두 만족시키는 엔진 개발에 온 힘을 쏟고 있다.》
○ ‘두 마리 토끼’ 어떻게 잡나

각종 환경규제가 강화되고 기름값이 오르는 가운데 내연기관 차량들은 성능을 떨어뜨리지 않으면서도 연비와 친환경성을 높이는 문제에 대한 답으로 ‘직분사 방식 엔진’을 내놓고 있다. 고압의 연료가 미세한 노즐을 통해 엔진 실린더 내부에 직접 주입되는 이 방식은 연소실 내부 상황에 맞게 연료량 등이 조절돼서 폭발이 이뤄지기 때문에 거의 완전 연소가 가능해 출력과 연비가 높아지고 배기가스는 줄어든다. 하지만 고도의 기술이 필요하고 생산원가도 높아지는 게 단점이다.

사용하는 연료의 종류나 이름은 다르지만 현대·기아자동차의 GDi, 메르세데스벤츠의 CGI, 폴크스바겐의 TDI, 아우디의 FSI, 푸조의 HDi 엔진 등이 모두 이 같은 방식이다. 영문 세 글자의 엔진 이름 중 ‘DI’ 또는 ‘Di’는 직접 분사(Direct Injection)의 약자다.

아우디는 직분사 가솔린 엔진인 FSI 엔진에 대해 “엔진의 열 손실을 줄여 토크와 출력은 높이고 연료소비는 최대 15%까지 줄였다”며 “고성능 휘발유 엔진의 섬세함과 힘에다 이산화탄소 배출량이 낮은 고급 디젤 엔진의 장점을 모두 갖췄다”고 강조했다. 폭스바겐코리아는 “연비와 경제성을 중시하는 고객이 점차 늘어날 것을 미리 예상하고 미리부터 경유를 쓰는 TDI 라인업을 공격적으로 마케팅해 왔다”고 설명했다.

현대·기아차는 차세대 직분사 가솔린 엔진인 세타 GDi 엔진을 독자 개발해 ‘쏘나타 2.4’와 ‘K5 2.4’ 모델에서 적용했고 다음 달 나올 ‘신형 아반떼’ 1.6 모델에도 직분사 방식의 감마 GDi 엔진이 탑재된다. GM대우자동차도 다음 달경 국내 시장에 선보일 신차 ‘알페온’에 고속회전형 직분사 엔진인 SIDI 엔진을 장착한다.

성능과 연비라는 두 마리 토끼를 잡는 또 다른 방법은 하이브리드 엔진이다. 푸조가 내년 초 선보일 ‘3008 하이브리드4’는 전륜 구동계는 HDi 디젤 엔진을, 후륜 구동계는 전기 모터로 움직이는 새로운 4륜구동 형식을 통해 최고 200마력의 고출력을 내면서도 km당 이산화탄소 배출량을 109g 수준으로 떨어뜨렸다.

■ 출 력 ‘굿’ 연비 ‘굿’ 비결은 직분사

엔진 실린더 내부에 연료 직접 주입
현대·기아차 독자 개발한 GDi 엔진
쏘나타 K5 이어 신형 아반떼에 탑재

■ 車 개성경쟁 ‘엔진’에서부터

‘실린더 수평배치’ 스바루 정숙함 강조
재규어 ‘올 뉴 XJ’ 510마력 파워 자랑
BMW 디젤엔진 ‘예열시간 사절’
○ 진짜 개성은 ‘심장’에서부터

최근 한국 시장에 진출한 스바루처럼 아예 엔진을 홍보 포인트로 내세우는 브랜드도 있다. 스바루의 수평대향형 박서 엔진은 다른 자동차회사의 직렬 엔진이나 V형 엔진과 달리 실린더가 수평 배치돼 진동이 적고 차체의 무게중심도 한층 낮다. 도로에 착 달라붙는 듯한 안정감과 커브길에서도 안정적으로 움직이는 스바루 자동차 특유의 매력이 이 엔진에서 비롯된다는 설명이다.

‘드라이빙의 즐거움’을 강조하는 BMW는 승차감은 편안하면서도 핸들링 능력은 역동적으로 발휘할 수 있는 디젤 엔진을 개발해 왔다. 특히 BMW의 디젤 엔진은 시동키를 돌리면 0.5초 만에 예열 플러그가 섭씨 1300도까지 올라갈 정도로 열관리 효율성이 뛰어나 다른 디젤 차량들과 달리 예열 시간이 필요 없이 바로 차를 몰고 ‘뛰쳐나갈’ 수 있다.

메르세데스벤츠는 고성능 모델인 AMG 차량을 만들 때 엔지니어 1명이 AMG 엔진 1대를 전담하는 ‘원 맨, 원 엔진’ 생산 시스템을 두고 해당 엔진에 담당 엔지니어의 이름을 새길 정도로 완성도와 책임감을 중시한다.

차세대 직분사 가솔린 엔진인 세타 GDi를 탑재한 기아차 K5. 사진 제공 기아자동차

‘아름답고 빠른 차’를 표방하는 재규어는 ‘뉴 XFR’와 ‘뉴 XKR’ 쿠페 및 컨버터블 모델, 이달 중 한국 시장에 내놓을 ‘올 뉴 XJ’에 5.0L V8 슈퍼차저 엔진을 탑재했다. ‘올 뉴 XJ 수퍼스포트’ 모델에 탑재된 엔진은 성능이 무려 510마력이어서 정지 상태에서 시속 100km로 가속하는 데 4.9초밖에 안 걸린다.

장강명 기자 tesomiom@donga.com